압력을 통한 발전 시스템 실 사용례
안녕하세요
압력 차이를 통해 발전이 가능한 기술이 있다고 들었습니다
실제 사용례가 있을까요?
이를 통해 유의미한 수준의 발전이 가능할까요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.
압력 차이를 통해 발전 가능한 기술인 에너지 하베스팅은 많은 관심을 받고 있습니다. 이 기술은 자연적으로 발생하는 에너지를 전기 에너지로 변환하여 활용하는 것을 목표로 합니다. 웨어러블 기기와 같은 분야에서 특히 주목받고 있습니다.
압전소자 (Piezoelectric): 압력을 가해 전기를 생성하는 기술입니다. 사람이 걸을 때 발생하는 압력, 표면이 구부러지거나 휘어질 때 발생하는 압력, 심장박동 등의 작은 진동도 에너지로 변환할 수 있습니다. 이를 활용하여 웨어러블 기기를 구동하는데 사용됩니다.
이러한 기술들은 지속 가능한 친환경 에너지 확보를 위해 중요한 역할을 하고 있으며, 미래 산업 발전에 큰 영향을 미칠 것으로 기대됩니다. 언젠가는 우리 스스로가 에너지를 만들어낼 수 있는 날이 오기를 기대해봅니다.
안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
가 있습니다. 예를 들어 수력 발전소는 물의 압력을 이용하여 전기를 생산하는 시스템입니다. 그리고 바람의 압력을 이용하여 발전하는 풍력 발전소도 있습니다. 이러한 시스템들은 실제로 많은 국가에서 사용되고 있으며 많은 양의 전기를 생산할 수 있습니다.
그리고 압력을 이용하여 발전하는 기술은 계속 발전하고 있으며 더 많은 발전량을 생산할 수 있도록 연구되고 있습니다. 예를 들어 해양에서 파도의 압력을 이용하여 발전하는 파력 발전소가 개발되고 있습니다. 이러한 기술들은 앞으로 더 많은 발전량을 생산할 수 있을 것으로 기대됩니다. 이러한 기술들은 환경 친화적이며 지속 가능한 발전을 위한 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.
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안녕하세요. 김채원 과학전문가입니다.
천연가스를 추출하는 압력을 재활용하여 발전을 하기도 하고,바닷물과 강물의 삼투압차이를 이용한 발전을 하기도 합니다.
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다.
압전 효과는 어떤 물질에 압력을 가했을 때 전기적인 변화가 생기는 현상을 말한다.
압전 효과가 나타나는 원리는 의외로 간단하다. 고체물질은 기본적으로 같은 모양을 한 분자 가 반복되는 구조로 이뤄져 있는데, 양전하(+)와 음전하(-)의 분포가 균형을 이뤄 전기적으로 중성을 띤다. 규칙적으로 양전하와 음전하가 배열돼 있어 +와 –가 상쇄되는 구조를 가졌다. 그런데 여기에 힘을 줘서 고체의 결정 구조에 미세한 변화가 생기면 전하의 분포가 변하고, 순간적으로 전기가 흐르게 된다. 물질에서 한쪽은 상대적으로 +가 강하고, 다른 쪽은 –가 강해져 물질의 전하 분포가 음과 양으로 나뉘면서 전자가 흘러갈 수 있게 되는 것이다. 이를 ‘정압전 효과’라고 부른다.
반대의 현상도 가능하다. 전기를 흘려보내서 물리적인 힘을 가해 변형된 물질의 구조를 원상태로 되돌릴 수 있다. 그렇게 되면 처음 상태처럼 물질 내부의 전하 분포가 균형을 이루게 되며, 더 이상 자체적으로는 전기를 생성하지 않게 된다. 이를 ‘역압전 효과’라고 한다.
이처럼 원리 자체는 간단하지만 압전 효과를 잘 나타내는 물질이 많지 않고, 너무 큰 힘을 가하면 물질이 부서져버릴 수 있기 때문에 정압전 효과와 역압전 효과를 실험적으로 구현하기가 매우 어려웠던 것이다.
압전 효과를 활용한 초창기 기술은 음파탐지기와 무선통신이다. 제1차 세계대전 당시 프랑스군은 잠수함 탐지를 위한 수중 음향 탐지 기술에 압전 효과를 적용했다. 금속판 사이에 얇은 수정을 끼워 넣어 고주파를 발생시키거나 되돌아온 음파를 측정하는 데 압전 효과를 활용했다.
음향 기술보다는 단순하지만, 실생활에 없어서는 안 되는 압전 효과의 응용 기술도 있다. 대표적인 것이 가스레인지다. 가스레인지는 점화할 때 스위치를 누르거나 돌려야 하는데, 이때 ‘딱’ 하는 소리가 나면서 불이 켜진다. 이 타다닥 하는 소리가 전기로 스파크를 일으켜서 가스에 불을 붙이는 과정에서 나는 소리다.
조금 더 자세히 설명하면, 스위치를 누르거나 돌릴 때 연결된 격발기가 압전 소자를 때려 압력을 준다. 이때 순간적으로 강한 전기가 발생하고, 가스가 나오는 노즐 부분에서 그 전기가 방전되면서 불꽃을 생성해 불을 붙이는 것이다. 이런 과정이 없으면 우리는 성냥을 켜서 가스레인지를 켜야만 한다. 매일 집에서 식사를 준비하기 위해 사용하는 가스레인지도 압전 효과 덕분에 편리하게 사용할 수 있는 것이다.
출처 : 삼성디스플레이뉴스룸 - 꾸-욱 누르기만 해도 전기가 생긴다? 우리 생활 속 ‘압전 효과’ 이야기
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
염분이있는 바닷물과 담수와의 삼투압을 이용한 발전방식인데, 농도를 맞추기 위해 담수가 바닷물쪽으로 이동하여 바닷물의 수위를 높여 위치에너지를 만들고, 우리는 위치에너지를 운동에너지로 변환하여 발전하게 됩니다.안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.
압력 차이를 이용하여 발전하는 기술은
실제로 존재하며 이를 활용한 몇 가지
사용례가 있습니다.
예를 들어 수력 발전은
물의 높이 차이(잠재 에너지)로 인
해 발생하는 압력 차이를 이용합니다.
댐이나 강에서 수직적 높이 차이로 물이 떨어
질 때 그 힘으로 터빈을 돌려 전기를
생산합니다.
또 다른 예는 해양의 조류나 파도를 이용하는 해양 에너지 변환장치입니다.
바다의 파도나 조류에 의한 수위 차이를
이용해서 터빈을 돌리거나 파도의 상승과 하강을
이용해서 공기를 압축하고 그 압력 차이로 발전을 합니다.
열의 압력 차이를 이용한 발전도
가능합니다.
온도차 발전은 뜨거운 부
분과 차가운 부분 사이의 온도
차를 이용하여 전기를 생산하는 기술
입니다.
이렇게 압력의 차이를 이
용한 발전 기술은 재생 가능한 에너지
원으로 주목받으며 환경 친화
이러한 방식의
발전소는 구축 비용이 높고 특정
지리적 조건이나 환경적 조건을 필요로 하기 때문에
어디에서나 적용할 수 있는
것은 아닙니다.
그럼에도 이 방식이 유의미한 수준의 발전
을 가능하게 하는지는 해당 기술
의 성숙도 설치 위치 환경 조
건 등 많은 요소에 의존합니다.
예를 들어
대규모 수력 발전소는 국가의
주요 전력원 중 하나가 될
수 있으며 지열 발전소도
상당한 양의 전기를 생산할 수 있습니다.
조력이나 파력과 같은 해양
에너지 변환 기술은 여전히
개발 초기 단계에 있으며 현재로는 한정된 지역에서만
추가 전력원으로 활용되고 있는 실정입니다.
이러한 기술들은 발전 효율성의 개선 비용 대비
효과 분석 환경적 영향 평가가 추가적으로 필요합니다.
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안녕하세요. 정준민 과학전문가입니다.
압력차이를 이용한 발전 기술의 사용 예로는 수력 발전이 있어요
그리고 대기력 발전 이런 기술들이 한경 친화적이며 잠재적으로 지속 가능한 에너지로 인식이 되어 있죠
다만 아직은 화학보다는 효율적이진 못해요
